भौतिकराशियां ( Physical Quantities )

1.मापन राशि ( Quantity ) : जिसे संख्या के रूप में प्रकट किया जा सके , उसे राशि कहते हैं ; जैसे — जनसंख्या , आयु , वस्तु का भार , मेज की लम्बाई आदि । भौतिक राशियां ( Physical Quantities ) : भौतिकी के नियमों को जिन्हें राशियों के पदों में व्यक्त किया जाता है , उन्हें भौतिक राशियां कहते हैं ; जैसे — वस्तु का द्रव्यमान , लम्बाई , बल , चाल , दूरी , विद्युत् धारा , घनत्व आदि । भौतिक राशियां दो प्रकार की होती हैं – 1.अदिश ( Scalars ) : वैसी भौतिक राशियाँ , जिनमें केवल परिमाण ( magnitude ) होता है , दिशा ( direction ) नहीं होती , उन्हें अदिश कहा जाता है जैसे — द्रव्यमान , घनत्व , तापमान , विद्युत् धारा , समय , चाल , आयतन , कार्य आदि । 2. सदिश ( Vectors ) : वैसी भौतिक राशियां , जिनमें परिमाण के साथ – साथ दिशाएं भी होती हैं और जो योग के निश्चित नियमों के अनुसार जोड़ी जाती हैं , उन्हें सदिश कहा जाता है ; जैसे — वेग , विस्थापन , बल , रेखीय संवेग , कोणीय विस्थापन , कोणीय वेग , त्वरण , बल आघूर्ण , चुम्बकीय क्षेत्र प्रेरण , चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता , चुम्बकन तीव्रता , चुम्बकीय आघूर्ण , विद्युत् तीव्रता , विद्युत् धारा घनत्व , विद्युत् ध्रुव आघूर्ण , विद्युत् ध्रुवण , चाल प्रवणता , ताप प्रवणता आदि । माप के मात्रक / इकाई ( Units of Measurement ) : किसी राशि के मापन के निर्देश मानक को मात्रक ( unit ) कहते हैं अर्थात् किसी भी राशि की माप करने के लिए उसी राशि के एक निश्चित परिमाण को मानक ( standard ) मान लिया जाता है और उसे कोई नाम दे दिया जाता है । इसी को उस राशि का मात्रक कहते हैं । किसी दी हुई राशि की उसके मात्रक से तुलना करने की क्रिया को मापन कहते हैं । मात्रक दो प्रकार के होते हैं – 1 . मूल मात्रक 2. युत्पन्न मात्रक ।.. 1. मूल मात्रक / इकाई ( Fundamental Units ) : किसी भौतिक राशि को व्यक्त करने के लिए कुछ ऐसे मानकों का प्रयोग किया जाता है , जो अन्य मानकों से स्वतंत्र होते हैं , इन्हें मूल मात्रक कहते हैं ; जैसे – लम्बाई , समय और द्रव्यमान के मात्रक क्रमशः मीटर , सेकेण्ड एवं किलोग्राम मूल इकाई है । 2. व्युत्पन्न मात्रक / इकाई ( Derived Units ) : किसी भौतिक राशि को जब दो या दो से अधिक मूल इकाइयों में व्यक्त किया जाता है , तो उसे व्युत्पन्न इकाई कहते हैं ; जैसे — बल , दाब , कार्य एवं विभव के लिए क्रमशः न्यूटन , पास्कल , जूल एवं वोल्ट व्युत्पन्न मात्रक हैं । मात्रक पद्धतियां ( System of Units ) : 1. CGS 2. FPS 3. MKS 4. SI भौतिक राशियों के मापन के लिए निम्नलिखित चार पद्धतियां प्रचलित हैं – 1.CcS . पद्धति ( Centimetre Gram Second System ) : इस पद्धति में लम्बाई , द्रव्यमान तथा समय के मात्रक क्रमशः सेंटीमीटर , ग्राम और सेकण्ड होते हैं । इसलिए इसे Centimetre Gram Second या CGS पद्धति कहते हैं । इसे फ्रेंच या मीट्रिक पद्धति भी कहते हैं । 2. FPS पद्धति ( Foot Pound Second System ) : इस पद्धति में लम्बाई , द्रव्यमान तथा समय के मात्रक क्रमशः फुट , पाउण्ड और सेकण्ड होते हैं । इसे ब्रिटिश पद्धति भी कहते हैं । 3. MKS पद्धति ( Metre Kilogram Second System ) : इस पद्धति में लम्बाई , द्रव्यमान और समय के मात्रक क्रमशः मीटर , किलोग्राम और सेकण्ड होते हैं । 4. अन्तर्राष्ट्रीय मात्रक पद्धति ( System International S.I. Units ) : सन्1960 ई . में अन्तर्राष्ट्रीय माप – तौल के अधिवेशन में SI को स्वीकार किया गया जिसका पूरा नाम desysteme Internationale d ‘ Units है । वास्तव में , यह प्रद्धतिMKS पद्धति का ही संशोधित एवं परिवर्द्धित ( improved and extended ) रूप है । आजकल इसी पद्धति का प्रयोग किया जाता है । इस पद्धति में सात मूल मात्रक तथा दो सम्पूरक मात्रक ( Supplementary Units ) हैं । SI के सात मूल मात्रक ( Seven Fundamental Units ) निम्नलिखित हैं ( 1. लम्बाई ( Length ) का मूल मात्रक ‘ मीटर ‘ ( Metre ) : SI में लम्बाई का मूल मात्रक मीटर ( Metre ) है । 1 मीटर वह दूरी है , जिसे प्रकाश निर्वात् में 1/299792458 सेकण्ड में तय करता है 2. द्रव्यमान ( Mass ) का मूल मात्रक ‘ किलोग्राम ‘ ( Kilogram ) : फ्रांस के सेवरिस नामक स्थान पर माप – तौल के अन्तर्राष्ट्रीय माप तौल QRT ( International Bureau of Weight and Measurement IBWM ) में सुरक्षित रखे प्लेटिनम – इरीडियम मिश्रधातु के बने हुए बेलन के द्रव्यमान को मानक किलोग्राम कहते है । इसे संकेत में किग्रा . ( kg ) लिखते हैं । 3. समय ( Time ) का मूल मात्रक ‘ सेकण्ड ‘ ( Second ) : सीजियम -133 परमाणु की मूल अवस्था के दो निश्चित ऊर्जा स्तरों ( hyperfine levels ) के बीच संक्रमण ( transition ) से उत्पन्न विकिरण के 9192631770 आवर्तकालों की अवधि को 1 सेकण्ड कहते हैं । आइंस्टीन ने अपने प्रसिद्ध ‘ सापेक्षता का सिद्धांत ‘ ( Theory of Relativity ) में समय को चतुर्थ विमा ( fourth dimension ) के रूप में प्रयुक्त किया है । 4. विद्युत् – धारा ( Electric Current ) का मूल मात्रक ‘ ऐम्पियर ‘ ( Ampere ) : यदि दो लम्बे और पतले तारों को निर्वात् में 1 मीटर की दूरी पर एक – दूसरे के समानान्तर रखा जाए और उनमें ऐसे परिमाण की समान विधुत् धारा प्रवाहित की जाए जिससे तारों के बीच प्रति मीटर लम्बाई में 2 x 10^-7 न्यूटन का बल लगने लगे तो विद्युत् धारा के उस परिमाण को 1 ऐम्पियर कहा जाता है । इसका प्रतीक A है । 5. ताप ( Temperature ) का मूल मात्रक ‘ केल्विन ‘ ( Kelvin ) : जल के त्रिक बिन्दु ( triple point ) के ऊष्मागतिक ताप के 1 / 273.16 वें भाग को केल्विन कहते हैं । इसका प्रतीक K होता है । 6. ज्योति – तीव्रता ( Luminous Intensity ) का मूल मात्रक ‘ कैण्डेला ‘ ( Candela ) : किसी निश्चित दिशा में किसी प्रकाश स्रोत की ज्योति – तीव्रता 1 कैण्डेला तब कही जाती है , जब यह स्रोत उस दिशा में 540 x 10¹² हर्ट्ज का तथा 1/683 वाट / स्टेरेडियन तीव्रता का एकवर्णीय ( monochromatic ) प्रकाश उत्सर्जित करता है । यदि घन कोण के अन्दर प्रति सेकण्ड 1 जूल प्रकाश ऊर्जा उत्सर्जित हो , तो उसे 1 वाट / स्टेरेडियन कहते हैं । 7. पदार्थ की मात्रा ( Amount of Substance ) का मूल मात्रक ‘ मोल ‘ ( Mole ) एक मोल , पदार्थ की वह मात्रा है , जिसमें उसके अवयवी तत्वों ( परमाणु , अणु , आदि ) की संख्या 6.023 x 10²³ होती है । इस संख्या को ऐवोगाड्रो नियतांक ( Avogadro’s Constant ) कहते हैं । नोट : मोल पदार्थ के परिमाण का मात्रक है , यह द्रव्यमान का मात्रक नहीं है । SI के दो सम्पूरक मात्रक ( Supplementary Units ) हैं 1. रेडियन ( Radian ) : किसी वृत्त की त्रिज्या के बराबर लम्बाई के चाप द्वारा उसके केन्द्र पर बनाया गया कोण एक रेडियन होता है । इस मात्रक का प्रयोग समतल पर बने कोणों ( plane angles ) को मापने के लिए किया जाता है । 2. स्टेरेडियन ( Steradian ) : किसी गोले की सतह पर उसकी त्रिज्या के बराबर भुजा वाले वर्गाकार क्षेत्रफल द्वारा गोले के केन्द्र पर 1.रेडियन . रेडियन करते हैं यह ठोस कोणों को मापने का मात्रक है मूल मात्रक (Fundamental Units) लम्बाई और दूरी Mass of units द्रव्यमान मात्रक Time of units समय मात्रक Area of units क्षेत्रफल मात्रक व्युत्पन्न मात्रक Derived Units दस के विभिन्न घातों के प्रतीक ( Symbols for Various Powers of 10 ) भौतिकी में बहुत छोटी और बहुत बड़ी राशियों के मानों को दस के घात के रूप में व्यक्त किया जाता है । 10 के कुछ घातों को विशेष नाम तथा संकेत में व्यक्त करते हैं , 10 की विभिन्न घातों के प्रतीक (symbols for various powers of 10 ) कुछ महत्त्वपूर्ण मात्रक अत्यधिक लंबी दूरियों के मापने में प्रयोग किए जानेवाले मात्रक- 1. खगोलीय इकाई ( Astronomical Unit – A.U . ) : यह दूरी का मात्रक है । सूर्य और पृथ्वी के बीच की माध्य दूरी ( mean distance ) ‘ खगोलीय इकाई ‘ कहलाती है । 2. 1 A.U. = 1.495 x 10¹¹Metres 3. प्रकाश वर्ष ( Light Year – ly ) : यह दूरी का मात्रक है । एक प्रकाश वर्ष निर्वात् में प्रकाश के द्वारा एक वर्ष में चली गयी दूरी है , जो 9.46 x 10¹⁵ मी . के बराबर होती है । 4. पारसेक ( Parsec = Parallax Second ) : यह दूरी मापने की सबसे बड़ी इकाई है । PLEAS ( 1 Parsec 3.08 x x 10¹⁶m )